Le graphène peut bel et bien s’utiliser comme semi-conducteur

Le graphène passionne les chercheurs : une mobilité électronique exceptionnelle, une forte conductivité thermique, une stabilité chimique et la possibilité de contrôler sa conductance via un simple champ électrique en font un matériau très prometteur. Mais pour utiliser toute l’étendue de ses pouvoirs, le graphène devait se présenter sous une forme semi-conductrice. Une équipe franco-américaine incluant des scientifiques du Georgia Institute of Technology (USA), du CNRS, du synchrotron SOLEIL, de l’Institut Jean Lamour (CNRS/Université de Lorraine, Nancy) et de l’Institut Néel (Grenoble) vient d’y parvenir.

Ils ont réussi à mettre au point une technique de production de nano-bandes de graphène semi-conductrices grâce au contrôle de la géométrie du substrat sur lequel a lieu la croissance du graphène. Cette maîtrise est rendue possible en gravant des nano-sillons sur une surface en carbure de silicium (SiC). Sur ce substrat, le graphène croît sous la forme d’un ruban dont le bord, lié à du graphène métallique, est semi-conducteur. Cette technique présente deux avantages majeurs : travailler à température ambiante,  et obtenir une bande de graphène semi-conductrice cinq fois plus fine que le record détenu par IBM en lithographie ! De plus, un frein à l’utilisation massive du graphène en micro-électronique est son coût de fabrication. Or, l’équipe franco-américaine est parvenue à produire des dizaines de milliers de ces rubans aux bords semi-conducteurs, ce qui rend envisageable leur production à l’échelle industrielle.

Par Audrey Loubens, journaliste scientifique